碳纤维是高强高模耐高温的高性能纤维材料,用碳纤维增强的复合材料被称为先进复合材料,其结构特性可与铝合金等金属材料相比拟,并显示高强轻质耐腐蚀的优越性。碳纤维在航天航空方面有广泛的用途,还正向其它产业领域拓展。 3 S5 k$ H) P, i) b) t% K! \
1.航天航空 碳纤维增强复合材料在火箭发动机喷管、壳体、弹头等零部件上得到广泛应用,同时随着飞机结构设计的发展和碳纤维复合材料技术的进步,碳纤维复合材料不仅用于空军高性能战斗机上,在民用大飞机的机翼、天线罩、整流罩、舱内结构件、方向舵、舱门等部件上得到大量应用、有的用量已经高达40%以上,可节省很多燃油的消耗。在航天飞机、空间站部件方面也必须采用碳/碳复合材料。
3 R9 h D( u0 b, f6 I2.土木建筑 碳纤维强度高、模量高、重量轻、耐腐蚀疲劳强度好,和环氧树脂复合加工方便,因此在建筑物、桥梁、涵洞等的建造、修补、补强及替代钢筋方面有特别效果,体现了优质、高效、低成本、高技术优势,在全世界得到推广应用,将成为碳纤维复合材料应用的新市场。 0 a% j7 t% u$ o* a @
3.汽车及交通车辆 碳纤维复合材料在赛车上应用早就开发了,随着大型卡车和高速列车的建造,使用碳纤维复合材料做车厢,可减轻车身自重,增加有效载重量。在制造过程中一体化成型法可简化组装时间。在车辆的零部件应用方面,如传动轴、压缩天然气燃料容器等正开始实用化阶段,随着碳纤维的发展,期待进一步的增长。 6 L, Z; h2 ^9 [ F0 d, d
4.电器、电子 碳纤维复合材料可应用于高精度天线,卫星天线等电子装备上。在微波器件如方圆过渡波导,高精度馈源等,使系统尺寸达到高精度,重量减轻20%~30%。其它在办公室机器、家用电器等方面,也在逐步应用开发,近年应用于新能源燃料电池、风力发电机叶片材料,作为清洁、可再生能源产业很有发展前景,特别是风力发电机的叶片材料,采用碳纤维复合材料后,可满足轻量化、高刚性和耐疲劳强度的要求,在楼顶小型风力发电机、旋转翼风机、大型风机上都能得到应用。 1 k- `: i% t1 z( f
5.体育器材 最早应用碳纤维的是钓鱼杆,用量可达1200t,后来是高尔夫球杆,用量达2000t,网球拍也开始使用碳纤维增强材料。其它在赛艇、自行车、滑雪器材等方面都有应用。
; y7 ?7 p: F& c% Q* i6.医疗卫生 由于碳纤维的生物相容性好,在人工骨、人造关节、假肢和假手等方面有广泛的应用,在医疗仪器上利用它的高刚性和X一射线透过性。
- C& {6 l; {' J/ D0 F% D& h: e今后,随着碳纤维的发展,在新的产业领域大量的应用,将引起碳纤维工业的一个拓展和飞跃。
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